Transcript Principios Físicos

Principios Físicos
Lic. Sergio L. Mosconi
FUESMEN-CNEA
Modelos Atómicos
Estructura Atómica
Tabla Periódica
Isótopos, Isóbaros e Isótonos
Tabla de Nucleídos
(núcleos livianos)
Unidades de Energía
MKS: Joule = Kg m / seg2
CGS: ergio = g cm/ seg2
eV
KeV
MeV
GeV
= electron Volt
= 1000 eV
= 1000000 eV
= 1000000000 eV
1 eV = 1.602 *10-19 Joules
Interacciones nucleares
Interacciones
Átomo de Hidrógeno
Átomo de Hidrógeno
Átomo de Hidrógeno
n=3 ,l=2 ,m=0
n=6 ,l=4 ,m=1
Modelos nucleares
• Modelo de la gota.
• Modelo de partículas independientes:
– Números mágicos: 2, 8, 20, 28, 50, 82, 126, ...
• Modelo colectivo.
Modelos Nucleares
•
•
•
•
•
M(Z,A) = MN + Z me – B(Z) masa del átomo
M(Z,A) = ZMp + N Mn – B(Z,A) masa del núcleo
B(Z,A) = ZMp + N Mn – M(Z,A) energía ligadura
B / A Energía ligadura por nucleón
Sn(A,Z) = B(Z,A) – B(A-1,Z)
= M(A-1,Z) – M(A,Z) + Mn
Energía de ligadura
B/A(MeV)
Sn(MeV)
131Xe
8.41
6.6
132Xe
8.42
8.9
Energía de ligadura
Ley Semiempírica de Masas
• M(Z,A) = ZMp + N Mn –  A +  A2/3 +  (A – 2Z)2 / A
+  Z2/ A1/3 + (A,Z)
(A,Z) =
12 A1/2 MeV
0
-12 A1/2 MeV
para A par, Z impar y N impar
para A impar
para A par, Z par y N par
•  = 15.8,  = 17.8,  = 23.75 y  = 0.71
Ley Semiempírica de Masas
• M(Z,A=cte) = a – bZ + dZ2
a = A Mn c2 –  A +  A2/3 +  A
b = 4  + (Mn - Mp) c2
d = 4  / A +  / A1/3
• Zmin= b/2d
Donde
Decaimiento + y -
Decaimiento -
Decaimiento +
Decaimiento + y 77
32Ge
77
-
- +  + 2.72 MeV
As
+
e
33
e
-
77
36Kr
77
34Se
77
35Br
+
+ e- + e + 0.68 MeV
+ e+ +  + 2.89 MeV
+
77
+ +  + 1.36 MeV
Se
+
e
34
Decaimiento + y -
67Ga
68Ga
69Ga
67Zn
68Zn
69Zn
66Cu
67Cu
68Cu
Decaimiento + y • - : M(Z,A) > M(Z+1,A)  Q = M
• + : M(Z,A) > M(Z-1,A) + 2 me  Q = M - 2 me c2
• CE: M(Z,A) + me > M(Z-1,A) + Be  Q = M - Be
Decaimiento 
Decaimiento 
• M(Z,A) > M(A-4, Z-2) + M(2,4).
209
83Bi
205
81Te
+  + 3.11 MeV
Q > 4 MeV
Decaimiento 
Modelo partículas independientes
Potencial de Wood-Saxon
Interacción spin-órbita
Decaimiento 
Fusión Nuclear
3.5 MeV
14.1 MeV
Fusión
Nuclear Fusion has the potential to
produce large amounts of power
without radioactive by-products. In this
experiment energy equivalent to 1MW
was produced for 2 seconds (1991)
Fusión
• M(Z1,A1) + M(Z2,A2) > M(Z,A)
p+p
p + 2H
2H + 3H
+ e + + 0.42 Mev
3He +  + 5.49 Mev
4He + n + 17.58 Mev
2H
Fisión Nuclear
Fisión
• B(Z,A) < B(Z1,A1) + B(Z2,A2) inestable, con
Z=Z1+Z2 y A=A1+A2
• B(Z,A) > B(Z1,A1) + B(Z2,A2) estable
Tabla de Nucleidos
Tabla de Nucleidos
Tipos de Radiación
Protones
Neutrones
Partículas Alfa
Electrones
Positrones
Neutrinos
Rayos Gamma
Rayos X
quarks
Radiación Electromagnética
Desintegración Radiactiva
Desintegración Radiactiva
-dN(t) =  N(t) = A(t)
dt
Actividad o ritmo de desintegración de la población de
átomos N al instante t.
N(t) = No e-t
A(t) = Ao e-t = Ao e-0.693t/T
T = 0.693 /  tiempo en el cual N(t) = No/2
Desintegración radiactiva
Unidades de Actividad
MKS: Becquerel= Bq = desintegraciones / seg
KBq = 1000 Bq
MBq = 1000000 Bq
Curie = Ci
mCi = 0.001 Ci
mCi = 0.000001 Ci
1 mCi = 37 MBq
Cadena de
Desintegración
Radiactiva
Natural
Decaimiento en serie
N1
1
N2
2
N3
Decaimiento en serie
Generador
Mo99Tc99m
Aniquilación
Creación de pares
Efecto Fotoeléctrico
Efecto Compton
Bremsstrahlung
Producción de rayos X
Tubo generador de rayos X
Emisión de rayos X
Atenuación
Dosimetría
•Ionizacion.
•Radiación Ionizante.
•Directamente ionizante.
•Indirectamente ionizante.
Exposición
X = dQ / dm
[X]
[X]
= Coulomb / Kg
= Röntgen
1 R = 2.58 10-4 Coulomb / Kg
Dosimetría
Dosis Absorbida (DT) = T / mT
[DT] = Joules / Kg = Gray (Gy)
1 rad = 0,01 Gy = 1 cGy
Dosis Equivalente (HT ) = WR .DT,R

HT = R WR .DT,R
[HT] = Joules / Kg = Sievert (Sv)
1 rem = 0,01 Sv = 1cSv
Factores de Ponderación de la Radiación
Dosimetría
Dosis Efectiva (E ) =
=
T W
T
.HT
T W R W
T
[E] = Joules / Kg = Sievert (Sv)
1 rem = 0,01 Sv = 1cSv
R
.DT,R
Factores de Ponderación de los Tejidos
Detectores Gaseosos
Dosis absorbida (rad) = f Exposición
(R)
Detector de centelleo
Dosímetros Termoluminiscentes
(TLD)
TLD
TLD
TLD
Rayos-X
Rayos-Gamma Partícula-Beta
Neutrones
5kev
5kev
100kev
250kev
Rango de Dosis:
10mRem 1000R
10mRem 1000R
10mRem - 1000R 10mRem-1000R
Rango de Energía
5kev - 10Mev
5kev - 10Mev
100kev 1000MeV
Energía Mínima Detectable:
250kev 100MeV
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